泥土里的红褐色密苏里奇迹:万古霉素与锁死 D-Ala-D-Ala 的分子手铐
1956 年 1月1日 · 盐酸万古霉素标准品粉末、96孔无菌微量肉汤稀释板与金黄色葡萄球菌标准株(ATCC 25923)
你知道吗?
任凭细菌把转肽酶突变出一万个花样,只要它的砖头原料还是D-丙氨酸,万古霉素就能把它的施工现场直接焊死。
20世纪50年代,随着青霉素的大规模滥用,能产生β-内酰胺酶直接剪碎抗生素环状结构的“耐药金黄色葡萄球菌”在各大医院疯狂横行。礼来公司的化学家埃德蒙·科恩斯在婆罗洲内陆传教士寄来的泥土样本中,分离出一种东方拟无枝酸菌,并提取出一种红褐色粉末。
由于其抑菌效力摧枯拉朽,科研人员取英文“征服(Vanquish)”之意将其命名为“万古霉素(Vancomycin)”。绝大多数抗生素的作用靶标都是细菌体内的某种特定蛋白质酶,细菌只需在编码基因上发生单个氨基酸突变就能轻松逃逸脱靶;然而万古霉素展现出了令人绝望的降维打击智慧——它的靶标根本不是酶,而是细菌构建细胞壁必不可少的原材料物理骨架!
它巨大的三环糖肽分子拥有一个量身定制的口袋,能像一副精密手铐一样,通过五个方向极其刁钻的氢键,死死锁死脂质中间体II多肽尾端的“D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-Ala-D-Ala)”二肽末端!被锁死的底物无法与转肽酶结合,细菌细胞壁交联瞬间停摆,在高胞内渗透压下粉碎解体,成为统治医学界半个世纪的终极底牌。